[发明专利]再循环流体加热系统

说明书

液体加热系统包括即时加热器(18)，其具有连接到贮存器(62)的入口(20)。加热器的出口(22)连接到使用已加热液体的固定装置(72)，还通过返回连接(30)连接到贮存器。在空闲模式，泵(40)从贮存器(62)抽取液体，使得液体通过加热器循环并回到贮存器。控制器(52)启动加热器，以将液体加热到第一设定点温度，使得贮存器中的液体稳定在第一设定点温度。在供应模式，一些或所有已加热液体从出口流到固定装置(72)。允许冷液体从供应源(60)到达贮存器，并且理想地冷液体也和来自贮存器的液体一起供应到加热器入口，使得加热器入口接收这些液体的组合。控制器控制组合中的冷液体和来自贮存器的液体的比例，以便将加热器维持在设定点加热速率，同时还将从加热器出口排出的液体的温度维持在设定点温度或者接近设定点温度。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月6日提交的第62/515,831号美国临时专利申请的权益，其公开通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及用于加热流体的设备和相关方法。

背景技术

在很多应用中，期望将液体加热到指定的使用温度。例如，用于供应可饮用水的管道系统通常包括水的供应源(例如公共用水主连接、井或者存储水池)以及加热器，加热器用于对一些水进行加热以产生用于应用(例如洗澡、洗手、洗衣等)的热水。

在这以前，管道系统中已经使用了两种主要类型的液体加热器。“水箱类型”的加热器使用例如油或气体燃烧器或者电阻元件的热源，以对充满水的水箱加热，以便在使用温度下积蓄一定量的热水。连接到水箱的固定装置间歇性地从水箱的顶部抽取热水，同时来自供应源的冷水进入水箱的底部。通常，在峰值需求时间段，热源不能以足够高的速率对水加热从而替换从水箱中抽取的所有热水。因此，在峰值需求时间段，热水的储备可能耗尽，并且供应到固定装置的水的温度将下降。因为水箱是受热的压力容器，它通常是大工厂制造的设备，该设备包含安全特征以防止在出现故障的情况下的蒸汽爆炸。这易于使得水箱本身昂贵，并且也提高了运输和安装水箱的成本。而且，从水箱到周围空气的热损失通常使得水箱类型的加热器即使在没有从固定装置中抽取热水的情况下也消耗能量。

“即时”加热器布置成当水从源头到达固定装置时对来自源头的水进行加热，并且不存储大量已加热的水。即时加热器包括热源，例如燃烧器以及热交换器、布置成对流动的水进行加热的电阻元件，或者布置成引导电流通过流动的水的电极。即时加热器可以是紧凑的，并且能够具有更低的运输和安装成本。然而，即时加热器通常必须以足够的速率提供热，从而在峰值需求时间段以最大流速率对水进行加热。这往往会增加加热器的尺寸和成本。而且，加热速率可能受可用功率供应(例如可用的电功率)的限制。

然而，仍然期望更多的改进。

发明内容